【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種蟲害防治方法，特別涉及一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法。
技術(shù)介紹
1、在昆蟲中，求偶行為通常通過化學(xué)信號(hào)、視覺信號(hào)和機(jī)械信號(hào)來完成，以此協(xié)調(diào)和促進(jìn)復(fù)雜的求偶互動(dòng)；目前的害蟲綜合治理策略通常依賴于化學(xué)信號(hào)干擾技術(shù)，例如信息素干擾，用于破壞昆蟲的交配行；然而，到目前為止，研究表明三葉斑潛蠅并不依賴性信息素進(jìn)行交配，而是通過振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行交流，這使得傳統(tǒng)的信息素干擾策略在該害蟲的防治中效果有限。
2、機(jī)械信號(hào)干擾作為一種新興的生物防控策略，尤其針對(duì)依賴振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行求偶的害蟲，展示出了巨大的應(yīng)用前景。機(jī)械信號(hào)通常可分為兩類：通過空氣傳播的振動(dòng)(聲音)和通過固體基底傳播的振動(dòng)。三葉斑潛蠅的求偶行為主要依賴通過葉片傳播的基底振動(dòng)信號(hào)，針對(duì)三葉斑潛蠅的振動(dòng)信號(hào)合成與干擾技術(shù)將為農(nóng)作物的害蟲防治提供一種環(huán)保且高效的選擇。
3、盡管振動(dòng)通訊是昆蟲中非常廣泛的信號(hào)傳播方式，但對(duì)其深入的研究相對(duì)較少，最近的研究表明，昆蟲的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)可通過外部刺激進(jìn)行干擾，例如，通過播放特定的振動(dòng)信號(hào)，可以打斷昆蟲二重唱信號(hào)，進(jìn)而中斷其交配行為。然而，目前對(duì)三葉斑潛蠅的求偶信號(hào)產(chǎn)生機(jī)制研究還不充分，尤其是針對(duì)其信號(hào)特征和產(chǎn)生方式的了解仍存在較多空白。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于提供了一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法
4、步驟一、使用激光測(cè)振儀和高速攝像機(jī)獲取三葉斑潛蠅在求偶行為中的自然振動(dòng)信號(hào)，對(duì)自然振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析得到信號(hào)特征，確定信號(hào)特征的主要參數(shù)；三葉斑潛蠅的求偶行為是通過引發(fā)葉面振動(dòng)傳遞，通過高速攝像機(jī)以60幀/秒的速率記錄求偶行為的具體過程，每次實(shí)驗(yàn)的圖像均以5.13ms的曝光時(shí)間拍攝，分辨率為1920x1080像素，視頻直接存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行逐幀分析；使用激光測(cè)振儀自然記錄振動(dòng)信號(hào)，激光束瞄準(zhǔn)靠近斑潛蠅的反射膜位置，記錄激光處的振動(dòng)速度，通過usb數(shù)字音頻接口將數(shù)字信號(hào)導(dǎo)入adobeaudition?cs6軟件中進(jìn)行采樣，采樣率為48khz，分辨率為16位，數(shù)據(jù)保存為wav文件，使用高速攝像機(jī)同步記錄三葉斑潛蠅的行為，以便將振動(dòng)信號(hào)與具體行為聯(lián)系。
5、步驟二、通過信號(hào)生成軟件，根據(jù)自然振動(dòng)信號(hào)設(shè)計(jì)出人工合成振動(dòng)信號(hào)；
6、步驟三、高質(zhì)量揚(yáng)聲器，用于將人工合成振動(dòng)信號(hào)通過空氣進(jìn)行傳播并引發(fā)葉片共振；采用非接觸式傳播方式，確保了干擾信號(hào)的廣泛適用性，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境和作物造成損害，確保了干擾信號(hào)的廣泛適用性，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境和作物造成損害。
7、通過激光測(cè)振儀檢測(cè)人工合成振動(dòng)信號(hào)在葉片表面引發(fā)的振動(dòng)情況，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整優(yōu)化，提高干擾效果；
8、步驟四、將三葉斑潛蠅的雌雄成蟲放置于受干擾的葉片上，播放人工合成振動(dòng)信號(hào)，并記錄三葉斑潛蠅的求偶和交配行為，根據(jù)結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化信號(hào)參數(shù)。
9、為了提高實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄。
10、進(jìn)一步的，所述自然振動(dòng)信號(hào)的主要參數(shù)包括頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間和信號(hào)間隔；根據(jù)三葉斑潛蠅的自然求偶信號(hào)特征，通過特定的頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間和信號(hào)間隔設(shè)計(jì)的干擾信號(hào)，可以提高干擾效果。
11、進(jìn)一步的，所述頻率主要集中在250-450hz，振幅范圍為20-40μm，持續(xù)時(shí)間為0.4-0.6s，信號(hào)間隔為0.3-0.5s。
12、進(jìn)一步的，所述人工合成振動(dòng)信號(hào)的頻率大于等于自然信號(hào)的頻率，以增強(qiáng)干擾效果，人工合成振動(dòng)信號(hào)的振幅略高于自然信號(hào)的振幅，以確保其在空氣中傳播時(shí)仍能保持有效強(qiáng)度，人工合成振動(dòng)信號(hào)的時(shí)間特征與自然信號(hào)的時(shí)間特征相似。
13、進(jìn)一步的，所述人工合成振動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)置在300-500hz，人工合成振動(dòng)信號(hào)的振幅范圍為20-40μm，人工合成振動(dòng)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為0.4-0.6s，信號(hào)間隔為0.3-0.5s。
14、進(jìn)一步的，所述揚(yáng)聲器設(shè)置在距離目標(biāo)葉片5-10cm處，揚(yáng)聲器的音量適中，能夠覆蓋整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的葉片，又要避免環(huán)境噪音干擾，播放可連續(xù)可隨機(jī)，以進(jìn)一步模擬自然信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性。
15、進(jìn)一步的，所述三葉斑潛蠅的相關(guān)試驗(yàn)在隔音室內(nèi)的防震臺(tái)進(jìn)行，防震臺(tái)上鋪設(shè)有一層400目尼龍網(wǎng)，最大限度地減少信號(hào)失真并增強(qiáng)振動(dòng)信號(hào)的振幅，將一對(duì)三葉斑潛蠅輕輕轉(zhuǎn)移到尼龍網(wǎng)上，覆蓋塑料培養(yǎng)皿防止它們逃逸，并用激光測(cè)振儀記錄自然振動(dòng)信號(hào)。
16、進(jìn)一步的，所述葉片為菜豆葉片，葉柄末端插入盛有100毫升水的塑料瓶中，確保葉片的新鮮度。
17、進(jìn)一步的，所述三葉斑潛蠅的求偶和交配行為包括求偶行為持續(xù)時(shí)間、二重唱互動(dòng)的頻率變化以及交配成功率。
18、進(jìn)一步的，所述激光測(cè)振儀記錄振動(dòng)信號(hào)時(shí)，僅分析激光點(diǎn)2cm范圍內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
20、本專利技術(shù)相較于傳統(tǒng)的化學(xué)殺蟲方法，具備多方面的優(yōu)越性。首先，利用人工合成的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行干擾，是一種完全環(huán)保的生物防控策略，不會(huì)對(duì)環(huán)境和非目標(biāo)生物產(chǎn)生任何負(fù)面影響。其次，該方法針對(duì)三葉斑潛蠅的求偶行為干擾，從根源上控制其種群繁殖，避免了害蟲對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的問題。最后，空氣傳播的信號(hào)技術(shù)易于在田間大規(guī)模應(yīng)用，具有較高的推廣價(jià)值。結(jié)合現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)害蟲綜合治理體系，本技術(shù)可以與其他生物防控手段形成互補(bǔ)，進(jìn)一步提高防控效率，降低農(nóng)藥使用，保障農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
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1.一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于，具體包括以下步驟，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述自然振動(dòng)信號(hào)為三葉斑潛蠅求偶行為引起的葉片振動(dòng)信號(hào)，所述主要參數(shù)包括頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間和信號(hào)間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述頻率主要集中在250-450Hz，振幅范圍為20-40μm，持續(xù)時(shí)間為0.4-0.6s，信號(hào)間隔為0.3-0.5s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述人工合成振動(dòng)信號(hào)的主要參數(shù)包括頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間和信號(hào)間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述人工合成振動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)置在300-500Hz，人工合成振動(dòng)信號(hào)的振幅范圍為20-40μm，人工合成振動(dòng)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為0.4-0.6s，信號(hào)間隔為0.3-0.5s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述三葉斑潛蠅自然振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試，在隔音室內(nèi)的防震臺(tái)進(jìn)行，防震臺(tái)上鋪設(shè)有一層400目尼龍網(wǎng)，將一對(duì)三葉斑潛蠅輕輕轉(zhuǎn)移到尼龍網(wǎng)上，之后覆蓋塑料培養(yǎng)皿防止它們逃逸，并用激光測(cè)振儀記錄自然振動(dòng)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述葉片為菜豆葉片，過程中會(huì)保持葉片的新鮮度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述三葉斑潛蠅的求偶和交配行為包括求偶行為持續(xù)時(shí)間、二重唱互動(dòng)的頻率變化以及交配成功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述激光測(cè)振儀記錄振動(dòng)信號(hào)時(shí)，僅分析激光點(diǎn)2cm范圍內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于，具體包括以下步驟，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述自然振動(dòng)信號(hào)為三葉斑潛蠅求偶行為引起的葉片振動(dòng)信號(hào)，所述主要參數(shù)包括頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間和信號(hào)間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述頻率主要集中在250-450hz，振幅范圍為20-40μm，持續(xù)時(shí)間為0.4-0.6s，信號(hào)間隔為0.3-0.5s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述人工合成振動(dòng)信號(hào)的主要參數(shù)包括頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間和信號(hào)間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干擾三葉斑潛蠅交配行為的振動(dòng)信號(hào)合成方法，其特征在于：所述人工合成振動(dòng)信號(hào)的頻率設(shè)置在300-500hz，人工合成振動(dòng)信號(hào)的振幅范圍為20-40μm，人工合成振動(dòng)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為0.4-0.6s，信號(hào)間隔為0.3-0.5s。
6.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張起愷，呂寶乾，王樹昌，吳勝勇，盧輝，唐繼洪，焦斌，劉燊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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